第五章 横断面设计(95).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 横断面设计,本章主要介绍公路的横断面组成及设计方法。,第一节 公路横断面的组成及宽度,一般由行车道、路肩、中间带、边沟、边坡、截水沟、护坡道等组成。,高速公路、一级公路有时还有变速车道、爬坡车道、紧急停车带等，单车道的四级公路有错车带。,一、公路横断面组成,二、行车道宽度,行车道宽度由车道数和一个车道的宽度确定。,1,、车道数的确定,由远景预测交通量和车道通行能力、设计服务水平确定。车道数为偶数。,2,、单车道宽度的确定,由汽车宽度和富余宽度组成。我国规定的标准汽车宽度为,2.5m,。富余宽度包括汽车行驶时对车道中线的左右偏移、车辆与车辆间的安全间隙、车辆至路面边缘的安全距离。,行车道宽度的确定即不能过小、也不能过大，过小汽车行驶速度不高，过大会引起交通紊乱。研究表明，当,v60km/h,时，单车道宽度应取,3.53.75m,；当,v=60km/h,时，可取,3.03.5m,。一般情况下取,3.5m,或,3.75m,，个别可取,3.0m,。,对单车道四级公路，,标准,规定行车道宽度,3.5m,，路基宽度,4.5m,。为保证错车，应在适当的距离内设置错车道，两错车道之间应相互通视。,三、路肩宽度,路肩的作用：,保护及支撑路面结构，供车辆临时停放及行人通行，作为侧向余宽的一部分。,路肩分硬路肩和土路肩，高速公路、一级公路才设硬路肩，一般公路只设土路肩。路肩一般设在行车道右侧，分离式断面左侧也设。,路肩宽度一般根据道路等级、地形条件确定。常用的宽度有：,土路肩：,0.25,、,0.5,、,0.75,、,1.0,、,1.25,、,1.5m,硬路肩：,0.75,、,1.5,、,2.5,、,2.75,、,3.0,、,3.25,、,3.5m,标准,规定了各级公路路肩宽度的最小值和一般值。,当硬路肩宽度小于,2.5m,时，应设紧急停车带，间距小于,500m,、宽度,3.5m,、长度大于等于,30m,、过渡段长度,20m,。,公路等级,高速公路,一,二,三,四,计算行车速度（,km/h,）,12,100,80,60,100,60,80,40,60,30,40,20,硬路肩宽度（,m,）,一般值,3.25,或,3.50,3.00,2.75,2.50,3.00,2.50,低限值,3.00,2.75,1.50,2.75,1.50,土路肩宽度（,m,）,一般值,0.75,0.75,0.75,0.50,0.75,0.50,1.50,0.75,0.75,0.75,0.50,或,1.50,低限值,四、中间带宽度,中间带由分隔带和路缘带组成。,路缘带的宽度一般为,0.5m,或,0.75m.,分隔带的宽度由土地的紧张程度、工程造价、行车环境等决定，最小为,1.0m,，一般为,2.0m,或,3.0m,最大一般不超过,4.5m,。,中间带的设置方式有两种：在同一平面上（整体式）、不在同一平面上（分离式）。对后一种，中间带的宽度在全线可不统一。,昌九高速公路,五、爬坡车道,对高速公路、一、二级公路的陡坡路段（坡长受限制的路段），当上坡方向的载重车行驶速度降低较大，或上坡方向的通行能力小于设计小时交通量时，应在上坡方向行车道的右侧设置爬坡车道，专供载重汽车行驶。,对需设爬坡车道的陡坡路段，应与改善正线纵坡不设爬坡车道的方案进行技术经济比较；对因设爬坡车道而使工程费用增加很大时，可不设或缩短爬坡车道。,六、路基宽度,即两侧路基边缘线之间的宽度。,第二节 弯道的超高与加宽,一、超高及超高缓和段,1超高及其作用,超高：为了抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就是超高。,作用：合理地设置超高，可以全部或部分抵消离心力，提高汽车行驶在曲线上的稳定性与舒适性。,2,、超高值的计算,高速公路，一级公路最大超高,10,，其他公路为,8,，积雪严寒地区,6,。,当计算值小于路拱坡度时，设置等于路拱的超高或不设超高。当 时，不设超高。,3,、超高缓和段,由直线的双坡路拱到圆曲线的单坡断面，有一个逐渐变化的过渡路段，称为超高缓和段。,四级公路不设缓和曲线，其超高过渡段为值线。其他等级的公路超高过渡段为缓和曲线。,（,1,）超高过渡方式,无中间带道路,边轴旋转：,先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直到超高横坡值。,中轴旋转：,先将外侧车道绕路中线旋转，待达到与内侧车道构成单向横坡时后，整个断面绕中线旋转，直到超高横坡度。,适用,：,绕边线旋转,:,由于行车道内侧不降低，有利于路基纵向排水，一般新建工程多用此法。,绕中线旋转,:,可保持中线标高不变，且在超高坡度一定的情况下，外侧边缘的抬高值较小，多用于旧路改建工程。,全线应统一采用一种过渡方式。,绕中间带的中心线旋转 中间带宽度较窄的情况；,绕中央分隔带边缘旋转 各种中间带宽度的都可以用；,绕各自行车道中线旋转 对于车道数大于,4条的公路可采用。,有中间带公路,（,2,）超高缓和段长度,绕中线旋转,绕边线旋转,超高缓和段长度不应过长、也不应过短，即使超高渐变率不过大、也不过小。超高渐变率应大于,1/330,，且小于规范规定值。,超高缓和段长度一般可取缓和曲线长度，但若缓和曲线长度远大于其最小长度时，则需检验超高渐变率是否过小，若过小，则需减小超高过渡段长度。,对四级公路，因不设缓和曲线，其超高缓和段长度需按超高渐变率计算，取,5m,的整倍数，并不小于,10m,。,4,、横断面上超高值的计算,平曲线上设置超高以后，道路中线和内、外侧边线与原中线上的设计标高之高差,h,应予以计算，,计算公式列于表,5-10,和表,5-11,，可参看,5-20,和图,5-21,1.,加宽值的计算,汽车行驶在曲线上，各轮迹半径不同，其中以后内轮轨迹半经最小，且偏向曲线内侧，故曲线内侧应增加路面宽度，以确保曲线以行车顺适与安全。,普通汽车的加宽值可由图,5-8,所示的几何关系求得：,b=R,(R,1,+B),而,R,1,+B=,上式第二项后的数值极小，可省略不计，故一条车道的加宽：,b,单,=,对于有个车道的行车道,：,b,n,=,二、平曲线加宽及其过渡,半挂车的加宽值由图的几何关系求得：,b,1,=b,2,=,由于,=R-b,1,，而,b,1,与相比甚微，可取,R,=R,，于是半挂车的加宽值：,b=b,1,+b,2,=,令,A,1,2,+A,2,2,=A,2,上式仍旧纳成为,b=,曲线的加宽除考虑上述宽度外，还应考虑汽车在曲线上行驶时横向摆动宽度较直线大，总加宽值为：,由上式知，加宽值随半径的增大而减小，当,时，加宽值很小，且考虑行车道本身已具有一定的富余宽度，故当 时不设加宽。,加宽类别,250200,200150,150100,10070,7050,5030,3025,2520,2015,1,5,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.8,2.2,2.5,2,8,0.6,0.7,0.9,1.2,1.5,2.0,-,3,5.2+8.8,0.8,1.0,1.5,2.0,2.5,-,双车道公路平曲线的加宽值四级公路和山岭重丘区的三级公路采用第,1,类加宽值；其余各级公路采用第,3,类加宽值。对不经常通行集装箱运输半挂车的公路，可采用第,2,类加宽值。,2.,加宽的过渡,比例过渡,在加宽缓和段全长范围内按其长度成比例逐渐加宽，如图,5-10,所,示。加宽、缓和段内任意点的加宽值：,b,x,=b,适用,:,可用二、三、四公路。,二次抛物线过渡,b,x,=b(T+L,x,),2,/4TL ,L,x,T,b,x,=bL,x,L TL,x,L,T,b,x,=bL,x,L,b(L,x,L+T),2,4TL L,二次抛物的切线长，当,m,时，取,10m,；当,50m,时，取,m,，,3,、加宽缓和段的长度,对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用与缓和曲线相同的长度。对于不设缓和曲线，但设置有超高缓和段的平曲线，可采用与超高缓和段相同的长度。即不设缓和曲线，又不设超高的平曲线，加宽缓和段应按渐变率为,1:15,且长度不小于,10m,的要求设置。对于复曲线的大圆和小圆之间设有缓和曲线的加宽缓和段，均可以按上述方法处理。,第三节,横断面设计与绘制,一、标准横断面设计图,是路线各种横断面中，可能出现的几种典型形式，是设计文件的组成部分之一。其详细尺寸按设计取定。,横断面按填、挖情况大体可分为：路堤、路堑、半填半挖式；按在路线上的不同位置可分为：直线上的断面、圆曲线上的断面、过渡段上的断面。,横断面设计主要解决各种断面的外形及相应的尺寸、坡度等；应注意的主要问题是：路基的稳定、排水、尽量少占地。,公路常用的典型横断面图式,一般路堤,沿河路堤,半填半挖路基,矮墙路基,护肩路基,砌石路基,挡土墙路基,护足路基,挖方路基,利用挖渠土填筑路基,逐桩横断面图的比例尺一般为,1,：,200,。,画法：由下向上、由左向右按桩号大小以此画处。,1,、设计所需资料,原地面横断面线，施工高度，路基宽度，边坡值，边沟形式和尺寸，平曲线起、终点桩号、转向、超高、加宽值，路拱横坡，视距要求的切除范围。,2,、逐桩横断面图的绘制,直线段、圆曲线段、缓和段,二、逐桩横断面图的绘制,三、路基设计表,第四节,路基土石方数量计算及调配,一,.,横断面面积计算,1.,积距法,2.,座标法,3,、注意事项,（,1,）填、挖方分开计；,（,2,）填方中的填石、边坡加固、填土分开计，档墙、砌石的面积应单计；,（,3,）挖方中的挖土、挖石分开计；,（,4,）若基地需要换土，应先计算一次挖土面积，再计算一次填土面积；挖土质台阶同样处理；,（,5,）大、中桥起、终点间的横断面面积不计算；,（,6,）计算填方路基的填土面积时，应去掉路槽面积；,（,7,）计算挖方路基的挖方面积时，应加上路槽面积。,二,.,土石方数量计算,采用平均断面法计算土石方数量：,计算时，填方、挖方分别计算，土、石分别计算。常利用,路基土石方数量计算表,进行计算。,三,.,路基土石方调配,1.,调配原则,在半挖半填断面中，首先考虑本路段内移挖作填进行横向平衡，然后再作纵向调配，以减少总的运输量。,应考虑桥涵位置对施工的影响，一般大沟不作跨越调运，尽可能减少和避免上坡运输。,确定合理的经济运距，合理考虑“移挖作填”。,土方和石方要分别调运,位于山坡上的回头曲线，要优先考虑上下线的土方竖向调运。,借土和弃土要处理好和地方的关系。,2.,土石方调配方法,一般在土石方数量计算表上进行。,将影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟在表上注明；,做横向平衡（本桩利用），明确利用、填缺、挖余数量；,纵向调配前，定出合理的经济运距。,逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用，并把具体的调运方向和数量用箭头表明在纵向利用调配栏中。,3.,关于调配计算的几个问题,（,1,）经济运距,B,借土单价（元,/m,3,）,T,远运运费单价（元,/m,3,）,（,2,）平均运距,（,3,）运量,（,4,）计价土石方,计价土石方,=,挖方数量,+,借方数量,=,填方数量,+,弃方数量,经过纵向调配，仍有填缺或挖余，则应确定借土或弃土地点。,土石方调配后，应按下式进行复核：,横向调运纵向调运借方填方,横向调运纵向调运弃方挖方,挖方借方填方弃方,本章结束返回,